 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Дифракционная решетка. Дифракционная решетка является важнейшим спектральным прибором, предназначенным для разложения света в спектр и измерения длин волн
|
Читайте также: |
Дифракционная решетка является важнейшим спектральным прибором, предназначенным для разложения света в спектр и измерения длин волн. Она представляет собой стеклянную или металлическую пластинку, на которой нанесено очень много (иногда до сотен тысяч) прямых равноотстоящих штрихов одинаковой конфигурации.
Рассмотрим простейшую идеализированную решетку, состоящую из одинаковых равноотстоящих щелей. Пусть ширина каждой щели равна b, а период решетки - d. В решетке реализуется многолучевая интерференция когерентных дифрагированных пучков света, исходящих из щелей решетки при ее освещении.
Дифракционную (точнее дифракционно-интерференционную) картину наблюдают по методу Фраунгофера, т.е. в параллельных лучах. А практически - в фокальной плоскости объектива (рис.22, а).
Рис.22
Пусть плоская монохроматическая световая волна падает на решетку нормально. Каждая из щелей в отдельности давала бы в фокальной плоскости объектива дифракционную картину, рассмотренную в предыдущем разделе (рис.20). И такие картины от всех щелей в отсутствие когерентности точно накладывались бы друг на друга, независимо от их положения. Интенсивности при этом складывались бы, и мы получили бы при наличии N щелей дифракционную картину как от одной щели, но усиленную в N раз.
При освещении же решетки когерентным светом, световые волны от всех щелей интерферируют друг с другом, и дифракционная картина резко меняется. Мы будем наблюдать систему достаточно узких максимумов.
Главные максимумы
В середину дифракционно-интерференционной картины когерентные колебания от всех щелей приходят в фазе. Это значит, что если амплитуда от одной щели равна А 1, а число щелей в решетке N, то результирующая амплитуда А и соответствующая ей интенсивность I будут определяться формулами
А = А 1 N, I = I 1 N 2
Такой же результат получается и при углах дифракции 
, для которых оптическая разность хода D колебаний от соседних щелей (рис.22, б) равна целому числу длин волн:
, m = 0, 1, 2,...,
где знаки «±» следуют из симметрии дифракционной картины относительно нормали к решетке ( 0 = 0).
В направлениях m, определяемых этим уравнением, возникают максимумы, интенсивности которых в N 2 раз превосходят интенсивность от каждой щели в том же направлении. Их называют главными максимумами m -ного порядка, а последнее уравнение - условием главных максимумов. Именно главные максимумы и представляют особый практический интерес. Они получаются тем более узкими и резкими, чем большее число N штрихов содержит решетка.
Поиск по сайту: